5、鋁碳化硅材料制機(jī)械加工技術(shù)介紹:
鋁碳化硅材料,尤其是高體分鋁碳化硅機(jī)械加工是產(chǎn)品制造中的難點(diǎn)環(huán)節(jié),主要體現(xiàn)在鋁碳化硅的高耐磨,以及加工周期長(zhǎng)等方面。
(1)、傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù):SiC增強(qiáng)體顆粒比常用的刀具(如高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具)的硬度高的多,在機(jī)械加工的過(guò)程中會(huì)引起劇烈的刀具磨損。PCD金剛石刀具雖然比增強(qiáng)體顆粒的硬度高,但硬度值相差不大,在切削加工高體分的顆粒增強(qiáng)AlSiC復(fù)合材料時(shí)仍然會(huì)快速磨損,且PCD金剛石刀具成本更高。眾多研究表明,隨著SiC含量的增大(13%~70%),可切削性越來(lái)越差,加工效率隨之降低,生產(chǎn)成本快速增加。若以45#鋼的切削性能為1計(jì)量,此種材料的切削性能*為0.05~0.3。因此,復(fù)合材料的難加工性和昂貴的加工成本限制了AlSiC復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用。 鋁碳化硅具有高比剛度、比強(qiáng)度、高尺寸穩(wěn)定性、低熱膨脹系數(shù)、高耐磨、耐腐蝕等優(yōu)異性能。浙江封裝材料鋁碳化硅
AESA由數(shù)以千計(jì)的T/R模塊(有的高達(dá)9 000 個(gè)左右)構(gòu)成,在每個(gè)T/R模塊內(nèi)部都有用GaAs 技術(shù)制作的功率發(fā)射放大器、低噪聲接收放大器、T/ R開關(guān)、多功能增益/相位控制等電路芯片,**終生產(chǎn)關(guān)鍵在其封裝技術(shù)上,因機(jī)載對(duì)其體積與重量的限制極為苛刻。AlSiC集低熱脹、高導(dǎo)熱、輕質(zhì)于一體,采用AlSiC外殼封裝T/R模塊,包括S、C、X、Ku波段產(chǎn)品,可滿足實(shí)用需求。雷達(dá)APG-77是一部典型多功能、多工作方式雷達(dá),其AESA直 徑約1m,用2 000個(gè)T/R模塊構(gòu)成,每個(gè)T/R模塊 輸出功率10W,移相器6位,接收噪聲系數(shù)2.9dB,體積6.4cm3,重14.88g,平均故障間隔MTBF20萬(wàn)h,其發(fā)射功率比初期產(chǎn)品增加16倍,接收噪聲系數(shù)降低1倍,體積重量減少83%,成本下降82%。以1000個(gè)T/R模塊構(gòu)成機(jī)載AESA雷達(dá)為例,用 AlSiC替代Kovar,雷達(dá)重量可減輕34kg,而熱導(dǎo)率比Kovar提高10余倍,且提高整機(jī)可靠性MTBF達(dá)2000h以上。試驗(yàn)表明,即使AESA中10%的T/R模塊產(chǎn)生故障,對(duì)系統(tǒng)無(wú)***影響,30%失效時(shí),仍可維持基本工作性能,具有所謂的“完美降級(jí)” 能力。湖南鋁碳化硅怎么樣杭州陶飛侖制備的大尺寸結(jié)構(gòu)件不僅材料性能優(yōu)異,且大幅提高了材料的可加工性能。
在長(zhǎng)期使用中,許多封裝尺寸、外形都已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,存在的主要缺陷是無(wú)法適應(yīng)高性能芯片封裝要求。例如,Kovar ( 一種Fe-Co-Vi合金)和Invar (一種Fe-Ni合金)的CTE低,與芯片材料相近,但其K值差、密度高、比剛度低,無(wú)法***滿足電子封裝小型化、高密度、熱量易散發(fā)的應(yīng)用需求。合金是由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素所組成的金屬材料,具有其綜合的優(yōu)勢(shì)性能。隨之發(fā)展的Mo80Cu20、Cu/ Invar/Cu、Cu/ Mo/Cu 等合金在熱傳導(dǎo)方面優(yōu)于Kovar,但其密度大于Kovar,仍不適合用作航空航天所需輕質(zhì)的器件封裝材料。
AlSiC可制作出光電模塊封裝要求光學(xué)對(duì)準(zhǔn)非常關(guān)鍵的復(fù)雜幾何圖形,精確控制圖形尺寸,關(guān)鍵的光學(xué)對(duì)準(zhǔn)部分無(wú)需額外的加工,保證光電器件的對(duì)接,降低成本。此外,AlSiC有優(yōu)良的散熱性能,能保持溫度均勻性,并優(yōu)化冷卻器性能,改善光電器件的熱管理。
AlSiC金屬基復(fù)合材料正成為電子封裝所需高K值以及可調(diào)的低CTE、低密度、**度與硬度的理想材料,為各種微波和微電子以及功率器件、光電器件的封裝與組裝提供所需的熱管理,可望替代分別以Kovar和W-Cu、Mo-Cu為**的***、第二代**電子封裝合金,尤其在航空航天、***及民用電子器件的封裝方面需求迫切。 鋁碳化硅可以應(yīng)用于軌道交通轉(zhuǎn)向架-框架。
超聲加工的主要特點(diǎn)是:
不受鋁碳化硅材料是否導(dǎo)電的限制;工具對(duì)鋁碳化硅工件的宏觀作用力小、熱影響小,因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件;被加工材料的脆性越大越容易加工,材料越硬或強(qiáng)度、韌性越大則越難加工;由于鋁碳化硅工件材料的碎除主要靠磨料的作用,磨料的硬度應(yīng)比被加工材料的硬度高,而超聲波加工過(guò)程中使用的工具的硬度可以低于工件材料;可以與其他多種加工方法結(jié)合應(yīng)用,如超聲振動(dòng)切削、超聲電火花加工和超聲電解加工。 高體分鋁碳化硅真空壓力浸滲工藝流程包括:陶瓷多孔預(yù)制件制備、真空壓力浸滲、成型件繼續(xù)加工。河南標(biāo)準(zhǔn)鋁碳化硅哪家好
鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸套。浙江封裝材料鋁碳化硅
此外,AlSiC可將多種電子封裝材料并存集成,用作封裝整體化,發(fā)展其他功能及用途。研制成功將高性能、散熱快的Cu基封裝材料塊(Cu-金剛石、Cu-石墨、Cu-BeO等)嵌人SiC預(yù)制件中,通過(guò)金屬Al熔滲制作并存集成的封裝基片。在AlSiC并存集成過(guò)程中,可在**需要的部位設(shè)置這些成本相對(duì)較高的快速散熱材料,降低成本,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,嵌有快速散熱材料的AlSiC倒裝片系統(tǒng)正在接受測(cè)試和評(píng)估。另外,還可并存集成48號(hào)合金、Kovar和不銹鋼等材料,此類材料或插件、引線、密封環(huán)、基片等,在熔滲之前插入SiC預(yù)成形件內(nèi),在AlSiC復(fù)合成形過(guò)程中,經(jīng)濟(jì)地完成并存集成,方便光電器件封裝的激光連接。浙江封裝材料鋁碳化硅
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